Геофизические методы изучения разрезов скважин


Электрический каротаж основан на изучении кажущегося удельного сопротивления пород (КС) и потенциала электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины. Удельное сопротивление горных пород изменяется в широких пределах - от долей до десятков и сотен тысяч омметров.


Такое различие в удельных сопротивлениях горных пород облегчает их изучение по данным электрического каротажа. Пески, рыхлые песчаники, глины и аналогичные им обломочные породы в зависимости от удельного сопротивления жидкости, находящейся в породах, имеют большее или меньшее сопротивление.

Карбонатные породы чаще всего характеризуются более высокими сопротивлениями по сравнению с обломочными породами. Породы, содержащие нефть или газ, характеризуются, как правило, повышенными сопротивлениями.


 


Зная силу тока, можно определить удельное сопротивление среды по формуле:


Геофизические методы изучения разрезов скважин (Ом м),                                                                  (29)


где К - коэффициент зонда (м)


ΔU - разность потенциалов (мв)


I - сила тока (ма)


При каротаже всегда приходится иметь дело с неоднородной средой, т.е. с пластами пород  различного удельного сопротивления, и глинистым раствором, заполняющим скважину. Формулу для определения удельного сопротивления однородной среды используют и для среды неоднородной. Полученное при этом значение удельного сопротивления пород отличается от истинного, поэтому его называют кажущимся удельным сопротивлением (КС)


Кажущееся сопротивление зависит от удельного сопротивления и мощности пластов, от диаметра скважины и удельного сопротивления глинистого раствора, заполняющего скважину, от проникновения глинистого раствора (его фильтра) в пласт и расположения электродов зонда.


При электрическом каротаже одновременно с регистрацией КС записывается диаграмма ПС. Измерение ПС сводится к замеру разности потенциалов  между электродом , который опущен в скважину, и электродом , находящимся  на поверхности . Точка записи  измеряемой разности потенциалов относится к первому электроду.


Результаты измерений изображаются в виде кривой, показывающей относительное изменение величины естественного потенциала (в мв) по глубине скважины. Кривая ПС способствует выделению в разрезе проницаемых пород и значительно облегчает изучение геологического разреза скважины.


Измеренные величины, представленные в виде кривых кажущегося удельного сопротивления КС и естественной поляризации ПС, образуют электрокаротажную диаграмму.


При электрическом каротаже применяют зонды, различающиеся расстояниями между электродами и характером их взаимного расположения.


Зонды бывают двух типов: градиент-зонды и потенциал-зонды. Для обозначения зонда записывают его электроды в порядке их  расположения в скважине сверху вниз, проставляя между соответствующими им буквами расстояние в метрах . например, М2,5А0,25В обозначает градиент-зонд двухполюсный, подошвенный, у которого верхний электрод является измерительным; на расстоянии 2,5 м ниже него расположен первый питающий электрод А и на расстоянии 0,25 м второй питающий электрод В.        


Помимо рассмотренных методов электрических измерений, применяют боковое каротажное зондирование (БКЗ), получившее широкое развитие при каротаже скважин на нефтяных и газовых месторождениях.


 


Радиоактивные методы каротажа


В настоящее время широкое распространение получили два метода радиоактивного каротажа: гамма-каротаж (ГК) и нейтронный гамма-каротаж (НГК). При гамма-каротаже измеряют относительную естественную радиоактивность пород, пересеченных скважиной, а при нейтронном гамма-каротаже определяют интенсивность вторичного гамма-излучения, вызванного действием нейтронов на породу.


Радиоактивностью называют самопроизвольный или искусственно вызванный распад атомных ядер химических элементов, сопровождающийся радиоактивным излучением.


Радиоактивные элементы испускают альфа-, бета- и гамма-лучи (α-, β- и γ-лучи).


При радиоактивном каротаже наблюдают только γ -излучение, поскольку этот вид лучей обладает достаточной проникающей способностью и может быть зарегистрирован в буровых скважинах.


Два других вида излучений поглощаются корпусом прибора, осадной колонной и слоем бурового раствора между прибором и стенкой скважины.


Определение изменения интенсивности естественного - γ -излучения пород вдоль ствола скважины называют гамма-каротажем. Все вещества, встречающиеся в природе, в том числе и горные бороды, содержат некоторое количество радиоактивных элементов.


Однако концентрация этих элементов чрезвычайно мала. Тем не менее приборы, используемые при гамма-каротаже, позволяют определять радиоактивность горных пород и разделять породы по степени содержания в них радиоактивных элементов.


Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность γ -излучения пластов вдоль ствола скважины, называется гамма-каротажной кривой.


 


По величине естественной радиоактивности осадочные горные породы можно разделить на следующие группы:


1) породы очень высокой радиоактивности (бентонит, вулканический пепел);


2) породы высокой радиоактивности (глубоководные тонкодисперсные глины, калийные соли);


3) породы средней радиоактивности (мелководные континентальные глины, мергели, известняковые и песчанистые глины);


4) породы низкой радиоактивности (пески, песчаники, известняки, доломиты);


5) породы очень низкой радиоактивности (гипсы, каменная соль, ископаемые угли, ангидрит).


Из данных ГК следует, что увеличение содержания глинистых или илистых частиц в осадочной породе приводит к увеличению ее радиоактивности. Отмечена также зависимость между радиоактивностью горной породы и ее цветом; чем темнее порода, тем выше ее радиоактивность; это не относится к породам, темный цвет которых обусловлен содержанием в них нефти.


Для разрезов, слагающих нефтеносные районы, на кривой ГК глины обычно отмечаются максимумами, а пески, песчаники, известняки и доломиты - минимумами. Однако в некоторых случаях могут встретиться известняки, доломиты, песчаники и пески с повышенной, а иногда и очень большой радиоактивностью, связанной с обогащением породы радиоактивными минералами. В отдельных случаях в широких пределах изменяется также радиоактивность глин.


При помощи радиоактивного каротажа, главным образом гамма-каротажа, можно в ряде случаев приближенно оценить глинистость, а следовательно, и характер проницаемости встречаемых в разрезе коллекторов.


Применение радиоактивного каротажа особенно целесообразно, когда данные электрического каротажа неблагоприятны для изучения геологического разреза, например, когда скважина заполнена сильно минерализованным глинистым раствором, в карбонатных разрезах, в обсаженных скважинах, документация которых недостаточно полная.


Наиболее полные геологические сведения могут быть получены при совместном изучении данных радиоактивного и электрического каротажа.


Радиоактивные методы исследования разрезов скважин имеют ряд существенных преимуществ перед широко применяемыми в промышленности электрометрическими методами. Основным их преимуществом является возможность исследования скважин, обсаженных колонной, либо заполненных нефтью, либо сухих.


 


Специальные геофизические исследования.


Рассмотренный выше комплекс геофизических исследований далеко не исчерпывает всего объема промыслово-геофизических работ, выполняемых в скважинах с целью изучения разреза.


В настоящее время широко проводятся специальные электрометрические исследования при помощи микрозондов, разрабатывается метод бокового каротажа, в ряде случаев используются термические методы, метод вызванных потенциалов (ВП), магнитный каротаж п т. д.


Эти работы производят чаще всего для детального изучения таких разрезов, для которых обычный каротаж не дает желаемых результатов.


Микрозонд - специальный каротажный зонд малой длины. Во время замера он прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигается уменьшение влияния глинистого раствора на результат измерений.


Кривые КС, записанные при помощи микрозонда, позволяют детально расчленить разрез и выделить в нем тонкие прослои, которые не отмечаются на обычных диаграммах.


По двум кривым, одновременно замеренным микропотенциал-зондом и микроградиент-зондом, можно определить в разрезе местоположение плотных и проницаемых пластов, уточнить их литологию, 'получить приближенные сведения об удельном сопротивлении зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт и оценить пористость пласта.


Боковой каротаж является одной из разновидностей электрического каротажа по методу сопротивлений. Благодаря специальному размещению электродов влияние ограниченной мощности пласта и скважины при боковом каротаже сведено к минимуму. Это дает возможность регистрировать диаграмму, позволяющую выделять в разрезе очень тонкие прослои и оценивать их сопротивление.


Боковой каротаж дает хорошие результаты при сильно минерализованных глинистых растворах и тонкослоистых разрезах, когда результаты обычного каротажа по методу сопротивлений сильно искажаются влиянием скважины.


Индукционный каротаж не требует прямого контакта электродов с породами и применяется для исследования скважин, не обсаженных колонной, заполненных непроводящим глинистым раствором (на нефтяной основе), или сухих.


Индукционный каротаж может быть также применен для изучения удельного сопротивления пластов, пересеченных скважиной, заполненной глинистым раствором, приготовленным на воде.


Термокаротаж осуществляют: 1) по методу естественного теплового поля, 2) по методу искусственного теплового поля и 3) по методу эффекта охлаждения.


Естественное тепловое поле изучают главным образом для определения геотермического градиента (ступени) в скважине. Геотермический градиент определяют в условиях установившегося теплового режима в скважине, для чего используют простаивающие (законсервированные) скважины.


Искусственное тепловое поле может быть создано в скважине при заполнении ее глинистым раствором, температура которого отличается от температуры окружающих пород, а также при экзотермической реакции схватывания цемента. В связи с тем, что разные горные породы имеют разную теплопроводность, по полученным температурным кривым можно выделить пласты с большей или меньшей теплопроводностью и судить, таким образом, о литологии пород, слагающих разрез.


Эффект охлаждения возникает в связи с выделением газа из пласта при вскрытии и разработке нефтяных и газовых залежей и понижением температуры против этого пласта.


Магнитный каротаж производят для изучения магнитных свойств пород, пересеченных скважиной. Его данные используют с целью сопоставления разрезов скважин и уточнения литолого-петрографической характеристики пластов.


 

ищи здесь, есть все, ну или почти все